纳米晶和非晶Mg20-xLaxNi10(x=0-6)贮氢合金的贮氢行为

用快淬技术制备了Mg2Ni型贮氢合金,合金的名义成分为Mg20-xLaxNi10 (x = 0, 2, 4, 6)。用XRD、SEM、HRTEM分析了合金的微观结构。发现不含La的快淬合金中没有非晶相,但含La快淬合金中显示以非晶相为主。当La含量x≤2时,铸态合金的主相为Mg2Ni相,但随着La含量的进一步增加,铸态合金的主相改变为(La,Mg)Ni3+LaMg3相。应用Sieverts设备研究了铸态及快淬态合金的吸放氢量及动力学,结果表明,x=2的合金吸放氢量及动力学随淬速的增加而增加,但对于x=6的合金,结果是相反的。电化学测试结果表明,x=2合金的放电容量随淬速的增加而增加,而对于x=6合金,结果也是相反的。快淬显著地提高了x=2, 6合金的循环稳定性     

熔体快淬Zr_(0.9)Ti_(0.1)V_(2.2)合金的微结构与储氢性能

为改善Zr-Ti-V系列Laves相合金的吸氢动力学性能,本研究设计成分为Zr0.9Ti0.1V2.2的非化学计量比合金并采用熔体快淬工艺制备合金薄带。研究合金快淬薄带的微观组织与相结构、吸氢动力学、吸放氢PCT特征及吸氢热力学参数。进而讨论非化学计量比合金中微结构与储氢性能之间的关系。结果表明,快淬薄带中合金主相为C15型Zr V2及V-bcc相,熔体快淬可消除铸态合金中的包晶反应残留相α-Zr。熔体快淬合金的吸氢动力学性能优异,但由于单胞体积收缩导致其吸氢量降低。     

铸态及快淬态La_(0.55)M_(0.2)Mg_(0.25)Ni_(3.2)Co_(0.2)Al_(0.1)(M=Zr,Pr)合金的电化学贮氢动力学

为了改善La-Mg-Ni系A2B7型电极合金的动力学性能,用M(M=Zr,Pr)部分替代合金中的A侧元素La。用真空快淬技术制备了La0.5 5M0.2Mg0.25Ni3.2Co0.2Al0.1(M=Zr,Pr)电极合金,探索了快淬工艺参数对合金电化学贮氢动力学性能的影响。用XRD、SEM及TEM表征了铸态及快淬态合金的结构,结果发现,铸态及快淬态合金均由多相组成,包括两个主相(La,Mg)2Ni7和LaNi5以及残余相LaNi2。快淬Pr替代合金具有微晶、纳米晶结构,而在快淬Zr替代合金中发现明显的非晶相。电化学测试结果表明,合金的高倍率放电能力随淬速的增加先增加后减小。电化学交流阻抗(EIS)、Tafel极化曲线及电位阶跃测试的结果都表明,合金的电化学贮氢动力学性能随淬速的增加先上升后下降。     

Enhanced Hydriding and Dehydriding Kinetics of as-Spun Nanocrystalline Mg2Ni-Type Alloy Substituting Ni with Cu

为了改善Mg2Ni型合金的吸放氢动力学性能,用Cu部分替代合金中的Ni。用快淬工艺制备了纳米晶Mg2Ni1-xCux(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)贮氢合金,用XRD、SEM、HRTEM分析了铸态及快淬态合金的微观结构;用自动控制的Sieverts设备测试了合金的吸放氢动力学性能。结果表明,快淬态合金具有纳米晶结构,Cu替代Ni不改变合金的主相Mg2Ni,但导致形成第二相Mg2Cu。随Cu含量的增加,合金的吸氢量先增加而后减小,但合金的放氢量随Cu含量的增加而单调增加。快淬显著提高合金的吸放氢量并改善合金的吸放氢动力学。     

快淬纳米晶和非晶Mg_(20)Ni_(10-x)Co_x(x=0～4)合金的贮氢性能(英文)

为了改善Mg2Ni型合金的贮氢性能,采用Co部分替代合金中的Ni以及快淬工艺制备了纳米晶和非晶态Mg20Ni10-xCox(x=0,1,2,3,4)贮氢合金。用XRD、SEM、HRTEM分析了铸态及快淬态合金的微观结构,并测试了合金的气态吸/放氢动力学及电化学贮氢性能。结果表明,在快淬无Co合金中没有形成非晶相,但快淬含Co合金中形成一定量的非晶相。Co替代Ni及快淬处理显著地改善了合金的气态吸放氢性能。同时,Co替代Ni也显著地提高了快淬态合金的放电容量和电化学循环稳定性。     

快淬纳米晶和非晶Mg_(20)Ni_(10-x)Co_x(x=0～4)合金的贮氢性能(英文)EI北大核心CSCD

为了改善Mg2Ni型合金的贮氢性能,采用Co部分替代合金中的Ni以及快淬工艺制备了纳米晶和非晶态Mg20Ni10-xCox(x=0,1,2,3,4)贮氢合金。用XRD、SEM、HRTEM分析了铸态及快淬态合金的微观结构,并测试了合金的气态吸/放氢动力学及电化学贮氢性能。结果表明,在快淬无Co合金中没有形成非晶相,但快淬含Co合金中形成一定量的非晶相。Co替代Ni及快淬处理显著地改善了合金的气态吸放氢性能。同时,Co替代Ni也显著地提高了快淬态合金的放电容量和电化学循环稳定性。     

铸态及快淬态La-Mg-Ni系(PuNi3型)贮氢合金的循环稳定性

用铸造及快淬工艺制备了La-Mg-Ni系(PuNi3型)La2Mg(Ni0.85Co0.15)9Bx(x=0～0.2)贮氢合金,分析测试了铸态及快淬态合金的微观结构与循环稳定性,研究了硼及快淬工艺对合金微观结构及电化学循环稳定性的影响.结果表明,铸态合金具有多相结构,包括(La,Mg)Ni3相和LaNi5相,一定量的LaNi2相及微量的Ni2B相,经大于15 m/s淬速快淬处理后Ni2B相消失,并且其它相的相对量随淬速的变化而变化.硼的加入提高了铸态及快淬态合金的循环稳定性,但其作用机理完全不同.合金的循环寿命随淬速的增加而增加,但快淬工艺对La-Mg-Ni系贮氢合金循环寿命的改善非常有限.     

铸态和快淬Ti基贮氢合金的放电容量与显微结构

快淬工艺能明显地提高Ti0 .8Zr0 .2 Mn0 .5V0 .5Ni1.0 贮氢合金的放电容量 ,而且淬速与放电容量之间在一定情况下出现峰值。XRD、SEM、TEM分析结果表明 :快淬合金由细小的枝晶组成 ,随着淬速增加 ,晶粒更加细小 ;快淬合金很难形成非晶 ,当淬速达到 32m/s时仅有少量非晶出现 ,主体仍是微晶和纳米晶 ;Ti0 .8Zr0 .2 Mn0 .5V0 .5Ni1.0 合金是多相结构 ,低淬速快淬态合金和铸态合金由大量的六方C14Laves相和少量的TiNi非Laves相组成 ,当淬速达到 8m/s时 ,合金中开始出现立方C15Laves相。快淬合金中能大量吸氢的C14、C15相的总含量更多 ,从而使快淬钛基合金的放电容量有较大的提高。合金中各个相的相对含量随着淬速的改变而改变 ,使C14、C15相的总含量与淬速之间并不是简单的线性关系     

快淬纳米晶Mg_2Ni型合金的气态及电化学贮氢动力学研究(英文)

为了改善Mg2Ni型合金气态及电化学贮氢动力学性能,用Cu部分替代合金中的Ni,用快淬技术制备Mg2Ni1-xCux(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)合金,用XRD、SEM、HRTEM分析铸态及快淬态合金的微观结构;用自动控制的Sieverts设备测试合金的气态贮氢动力学性能,用程控电池测试仪测试合金的电化学贮氢动力学。结果表明,所有快淬态合金均具有纳米晶结构,无非晶相形成。Cu替代Ni不改变合金的主相Mg2Ni,但使合金的晶粒显著细化。快淬处理及Cu替代均显著地提高合金的气态及电化学贮氢动力学性能。当淬速从0m/s(铸态被定义为淬速0m/s)增加到30m/s时,Mg2Ni0.8Cu0.3合金在5min内的吸氢饱和率从57.2%增加到92.87%,20min的放氢率从21.6%增加到49.6%,高倍率放电能力(HRD)从40.6%增加到73.1%,氢扩散系数(D)从1.02×10-11cm2/s增加到4.08×10-11cm2/s,极限电流密度(IL)从113.0mA/g增加到715.3mA/g。     

Effects of Rapid Quenching on Structure and Hydrogen Storage Characteristics of Mg20Ni10-xMnx (x=0-4) Alloys

为了改善Mg2Ni型合金的贮氢性能,用Mn部分替代合金中的Ni,并采用快淬工艺制备Mg20Ni10-xMnx(x=0, 1, 2, 3, 4)合金。用XRD和HRTEM分析了铸态及快淬合金的微观结构,用自动控制Sieverts设备测试合金的吸放氢动力学,并采用程控电池测试仪测试合金的电化学性能。结果表明,当淬速为20 m/s时,快淬(x=4)合金中出现非晶相,且非晶化程度随淬速的增加而增加。合金的吸放氢量及动力学性能随淬速的增加而增加。此外,快淬显著地改善了合金的电化学性能,包括放电容量及含Mn合金的循环稳定性。     

退火对快淬法制备的LaNi_(4.25)Al_(0.75)合金组织和储氢性能的影响

采用熔体旋淬法制备了LaNi4.25Al0.75合金,用XRD、SEM及吸氢PCT曲线(压力-组成等温线)和动力学测试等方法,研究了退火处理对合金结构和储氢性能的影响。XRD测试结果表明,退火后,合金保持CaCu5结构,但晶粒变大。PCT和动力学测试结果表明,经过退火处理的合金与快淬态相比,吸氢量增加,吸氢平台变宽,吸氢速度变快。     

Phase structure and electrochemical properties of melt-spinning alloy Zr(MnVNi)_(2.4)

1　INTRODUCTIONItiswellknownthatZr basedAB2 LavesphasealloyelectrodeshavehigherdischargecapacityandmuchbettercyclingstabilitythanthatofAB5alloysalthoughitisexpensivecomparedtoAB5alloys .HowtofurtherimprovetheratioofpropertiesandpriceofAB2 alloyshasbeendrawingtheinterestofmanyin vestigators .Someinvestigationsrevealedthatover stoichiometricAB5typealloyshadbettercharge dis chargecyclingstabilitythanstoichiometricalloys[15] ,andsomeover stoichiometricAB2 typealloysshowedhigherdischargec…     

快速凝固MlNi4．0 Al 0．3 Si 0．1 Fe0．6无Co贮氢电极合金的微结构和电化学性能

研究了单辊快淬快速凝固处理对无Co贮氢电极合金MlNi4．0Al0．3Si0．1Fe0．6的微结构和电化学性能的影响。XRD分析表明，快凝合金仍为单相CaCu5型结构，但合金相的成分和结构均匀性得到明显改善。金相观察和能谱分析显示，铸态合金为比较粗大的树枝晶结构并存在明显的成分偏析，而快凝合金呈细小的胞状晶结构，合金中元素的分布趋于均匀化。电化学测试表明，快速凝固处理后合金的活化性能不变，循环稳定性得到显著改善，但其放电容量和高倍率放电性能有所降低。研究发现，快凝合金电极的交换电流密度Io以及氢在合金中的扩散系数D较铸态合金有所减小是导致其高倍率放电性能降低的主要原因。快速凝固处理导致无Co合金电化学性能的变化与合金的微结构的改变有关。     

Enhanced Electrochemical Hydrogen Storage Characteristics of Nanocrystalline and Amorphous Mg20Ni10-xCox (x=0-4) Alloys by Melt Spinning

In order to improve the electrochemical hydrogen storage performances of the Mg2Ni-type alloys, Ni in the alloy was partially substituted by element Co. The nanocrystalline and amorphous Mg20Ni10-xCox (x=0, 1, 2, 3, 4) alloys were prepared by melt-spinning technology. The structures of the as-cast and spun alloys were studied by XRD, SEM and HRTEM. The electrochemical hydrogen storage characteristics of the alloys were measured. The results show that the substitution of Co for Ni leads to the formation of secondary phase MgCo2 without altering the major phase of Mg2Ni. No amorphous phase is detected in the as-spun alloy (x=0), whereas the as-spun alloy (x=4) holds a nanocrystalline and amorphous structure, confirming that the substitution of Co for Ni significantly increases the glass forming ability of the Mg2Ni-type alloy. The substitution of Co for Ni significantly improves the electrochemical hydrogen storage performances of the alloys, including the discharge capacity and the cycle stability, for which the increased glass forming ability by Co substitution is mainly responsible     

硼含量对有序态(Fe,Co)3V合金环境氢脆的影响

通过在真空和氢气环境下的拉伸实验,研究了硼含量对有序态(Fe,Co)_3V合金力学性能和环境氢脆的影响。结果表明,当在有序态(Fe,Co)_3V合金中添加0.02%B(质量分数)时,相对于无硼合金,合金的晶粒尺寸减小了27.5%,合金在真空和氢气中的抗拉强度和延伸率均达到最大值;而当硼含量继续增加时,合金的晶粒尺寸、合金在真空和氢气中的力学性能均保持不变。无硼有序态(Fe,Co)_3V合金在氢气中呈现严重的环境氢脆,当在合金中添加0.02%B后,合金氢脆因子降低了34.4%,合金的断口形貌由完全沿晶断口转变为穿晶和沿晶的混合断口;当合金中的硼含量继续增加时,合金的氢脆因子不再降低,恒定在50%左右,即硼原子只能部分抑制有序态(Fe,Co)_3V合金在氢气中的环境氢脆。     

Hydrogen storage properties of melt-spun LaNi4.25Al0.75

Rapidly solidified LaNi_4.25Al_0.75 alloy was prepared by melt spinning and its hydrogen storage properties were examined. The hydrogen storage capacities and the equilibrium pressures of the unannealed melt-spun (UMS) LaNi_4.25Al_0.75 alloy were found to be nearly identical to those of the annealed induction-melt (AIM) alloy. However, the resistance to pulverization was greatly improved and the hysteresis was markedly decreased for the UMS alloy, while its activation became rather difficult.     

Microhardness and morphologic characteristics of rapidly solidified Al-12Si-8Ni-5Nd alloy

Al-Si-Ni-Nd alloys with a nominal composition of Al-12 wt.% Si-8 wt.% Ni-5 wt.% Nd alloy are prepared by a conventional casting (ingot) and melt spinning technique at different cooling rates (ν). The effects of the rapid solidification rate on the microstructures and microhardness performances of the specimen alloys are investigated in detail. The results obtained by the XRD, SEM and DSC show that the ingot and melt spun alloys have a multiphase structure. When ν is 5 m/s, the alloy consists of four phases namely α-Al, intermetallic Al₃Ni, Al₁₁Nd₃, and fcc Si. The melt-spun ribbons are completely composed of α-Al and eutectic Si phases, and primary silicon is not observed when ν increases to 20 m/s, 25 m/s, 30 m/s and 35 m/s. The XRD analysis indicated that the solubility of Si in the α-Al matrix increases greatly with the rapid solidification. The change in microhardness is discussed based on the microstructural observations. The microhardness values of the melt spun ribbons are about three times higher than those of ingot counterparts.     

(Ti,Zr,Hf)-(Cu,Ni,Ag)-Al多组元合金体系的机械驱动非晶化

研究了由前过渡族金属和后过渡族金属按照等原子比替代的(Ti0.33Zr0.33Hf0.33)50(Ni0.33Cu0.33Ag0.33)40Al10多组元合金在机械研磨作用下的非晶化转变,并与由熔体急冷制备的同一成分玻璃态合金进行了对比.两种途径获得的玻璃态相似.在机械研磨的稳态产物中,仍残留有少量尺寸小于30 nm的晶体相颗粒,即非晶化转变未能完全实现.机械研磨形成的非晶相表现有明确的玻璃转变和约80 K宽的过冷液态温度区间,晶化过程分两步进行,第一步晶化转变完成后,剩余的非晶相亦具有玻璃态行为,呈现另一玻璃转变及约100 K宽的过冷液态温度区间.